JP2002147452A

JP2002147452A - 直動機械要素

Info

Publication number: JP2002147452A
Application number: JP2000349012A
Authority: JP
Inventors: Toshio Komata; 寿雄小俣; Kazuo Yamada; 和夫山田
Original assignee: Enomoto Co Ltd
Current assignee: Enomoto Co Ltd
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】円筒状部品と円柱状部品との間の所定位置に
転動部品を介在させやすく、かつ、転動部品が破損しに
くい構造の直動機械要素を提供する。【解決手段】円柱状部品の第１の走行面と円筒状部品
の第２の走行面との間に転動体を介在させ組立てた際
に、各ローラーに加わるプリロードが−５〜０μｍであ
り、転動体が円周方向に互いに結合されず自由であるこ
とを特徴とする直動機械要素である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は直動機械要素に関す
る。特に円筒状部品の中空部に円柱状部品を挿入し、こ
れらの間にローラー状転動体（クロス・ローラー・ベア
リングも含む。）を介在させて、これらの共通中心軸方
向に、相対的に直線運動する直動機械要素である。

【０００２】

【従来の技術】打抜き加工、曲げ加工、絞り加工、コイ
ニング加工、鍛造加工、ゴム型加工、モールド型加工、
ダイカスト加工、粉末成形加工などに用いるプレス金型
用ダイセットについて、出願人は発明し、その発明は特
開平５−２９３５６４号に公開され、既に従来技術とな
っている。この従来技術１においては、円柱状部品（ガ
イドポスト）の外面に、２つの平面が９０°の角度をな
す第１の直角溝を少なくとも２本、その中心軸に沿って
対称的に設け、かつ、２つの平面のなす角の二等分線が
その中心軸を通るように配置し、円筒状部品（ガイドブ
ッシュ）の内面に、２つの平面が９０°の角度をなる第
２の直角溝を少なくとも２本、その中心軸に沿って対称
的に設け、かつ、２つの平面のなす角の二等分線がその
中心軸を通るように配置されており、円筒状部品の中空
部に円柱状部品を挿入し、これらの間にクロス・ローラ
ー・ベアリングを介在している

【０００３】また、半導体製造装置、精密科学器機、測
定器機、光学器機、コピー機、プリンター、電気器機、
プレス機械全般へ応用することのできる直動機械要素及
び上記のプレス金型用ダイセットについて、出願人は発
明し、特開平６−３２８１６５号に公開され、既に従来
技術となっている。この従来技術２においては、円柱状
部品（ガイドポスト等）の外面に、その中心軸に平行
で、その半径に直交する第１の走行平面を形成し、円筒
状部（ガイドブッシュ等）の内面に、その中心軸に平行
で、その半径に直交する第２の走行平面を形成し、円筒
状部品の中空部に円柱状部品を挿入し、これらの間に平
ローラー・ベアリングを介在している。

【０００４】そして、他の従来技術３においては、円柱
状部品（ガイドポスト等）の外面に、２つの平面が９０
°の角度をなす第１の直角溝をその中心軸に沿って設
け、かつ、２つの平面のなす角の二等分線がその中心軸
を通るように配置し、その中心軸に平行で、その半径に
直交する第１の走行平面を形成し、円筒状部（ガイドブ
ッシュ等）の内面に、２つの平面が９０°の角度をなす
第２の直角溝をその中心軸に沿って設け、かつ、２つの
平面のなす角の二等分線がその中心軸を通るように配置
し、その中心軸に平行で、その半径に直交する第２の走
行平面を形成、円筒状部品の中空部に円柱状部品を挿入
し、これらの間にクロス・ローラー・ベアリング及び平
ローラー・ベアリングを介在している。

【０００５】さらに、プローバー装置あるいは半導体プ
ロービング装置について、本出願人は発明し、特開平１
０−２７０５０９号に公開され、既に従来技術となって
いる。従来技術４においては、Ｚ微動シリンダー（円柱
状部品）の外側面に、その中心軸に沿って、対称軸に、
２つの平面が９０°の角度をなす第１の直角溝を設け、
θ微回転ケース（円筒状部品）の内側面に、その中心軸
に沿って、軸対称に、２つの平面が９０°の角度をなす
第２の直角溝を設け、θ微回転ケースの中空部にＺ微動
シリンダーを挿入し、これらの間にクロス・ローラー・
ベアリングを介在させている。

【０００６】基板の精密穴あけ装置について、特開２０
００−９４３９９号に、従来技術５が公開されている。
この従来技術５においては、円筒形ドリルホルダー（円
柱状部品）の外側面に第１の直角溝を少なくとも２本、
その中心軸に平行に対称的に設け、かつ、それぞれの直
角溝の２つの平面のなす角の二等分線がその中心軸を通
るように配置し、円筒形ドリルホルダーの下面からドリ
ル刃を突出させ、円筒形ガイド（円筒形部品）の内側面
に第２の直角溝を少なくとも２本、その中心軸に平行に
対称的に設け、かつ、それぞれの直角溝の２つの平面の
なす角の二等分線がその中心軸を通るように配置し、円
筒形ガイドの中空部に円筒形ドリルホルダーを挿入し、
これらの間にクロス・ローラー・ベアリングを介在させ
ている。

【０００７】これら従来技術１〜５においては、クロス
・ローラー・ベアリングや平ローラー・ベアリングを結
合部品によって結合して円筒状のリテーナーを形成して
用いている。したがって、各クロス・ローラー・ベアリ
ングあるいは各平ローラー・ベアリングが直動方向にす
べろうとするときには、結合部品によって拘束されて位
置がずれないように、すなわち、すべらないように設計
されている。

【０００８】また、従来の転動体を用いた直動あるいは
回転部材と同様に、従来技術１〜５においては、各ロー
ラーにプリロード（予圧）が付加されている。すなわ
ち、円筒状部品の中空部に円柱状部品を挿入した際に生
ずる両者の半径の差よりもローラーの直径のほうがわず
かに大きい。そのため、円筒状部品と円柱状部品との間
にベアリングを介在させると、ベアリングは圧縮され弾
性域内で変形した状態となっている。プリロードを付加
する目的は、直動機械要素のガタをなくすこと及び直動
機械要素の組立時の剛性を高めるためである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直動機
械要素が高速度で往復直線運動を繰返す際に、移動方向
が反転する時期、すなわち、上死点や下死点において、
大きな加速度が生じ、運動する物品に大きな慣性力が作
用する。そのため、平ローラー・ベアリング及びクロス
・ローラー・ベアリングを互いに結合部品によって円周
方向に結合してなるリテーナーが外へ飛び出そうとする
傾向がある。この外への飛び出しを防止するために、ベ
アリングが滑りにくくなるように、プリロードを高くす
ることが試みられたが、外へわずかに飛び出し始めたリ
テーナーを元の位置に戻すのに必要な力がかえって増大
してしまい、ばね係数の大きなスプリングが必要とな
り、あるいは、元の位置に戻らなくなり、直動機械要素
の使用を中止し分解し再び組立て直さなければならない
という問題がある。

【００１０】また、リテーナーのうち、すべてのベアリ
ングが一様に滑ることはほとんどなく、ベアリングの滑
りかたは不均等である。そのため、滑りが生じたベアリ
ングに作用する慣性力がリテーナーの結合部品に加わ
り、結合部品が変形したり破損してしまい直動運動がで
きなくなったり、直動機械要素を新品に交換しなければ
ならず問題である。

【００１１】そこで、本発明の目的は、円筒状部品と円
柱状部品との間の所定位置に転動部品を介在させやす
く、かつ、転動部品が破損しにくい構造の直動機械要素
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１に
記載の本発明に係る直動機械要素、すなわち、円筒状部
品の中空部に円柱状部品を挿入し、共通の中心軸方向
に、相対的に直線運動する直動機械要素であって、円柱
状部品の外面に、その中心軸に平行で、その平径に直交
する第１の走行平面を少なくとも２本形成し、円筒状部
品の内面に、その中心軸に平行で、その平径に直交する
第２の走行平面を少なくとも２本形成し、円筒状部品の
中空部に円柱状部品を貫通させたときに、第１の走行平
面と第２の走行平面とが向かい合うようになし、第１の
走行平面と第２の走行平面との間に平ローラー・ベアリ
ングを介在させた直動機械要素において、円柱状部品の
第１の走行平面と円筒状部品の第２の走行平面との間に
平ローラー・ベアリングを介在させ組立てた際に、各ロ
ーラーに加わるプリロードが−５〜０μｍであり、平ロ
ーラー・ベアリングは、円周方向に互いに結合されず自
由であることを特徴とする直動機械要素によって、達成
される。

【００１３】また、上記目的は、請求項２に記載の本発
明に係る直動機械要素、すなわち、円筒状部品の中空部
に円柱状部品を挿入し、共通の中心軸方向に、相対的に
直線運動する直動機械要素であって、円柱状部品の外面
に、その中心軸に平行で、２つの平面が９０°の角度を
なし、２つの平面のなす角の二等分線がその中心軸を通
るように第１の直角溝を形成し、その中心軸に平行で、
その半径に直交する第１の走行平面を形成し、円筒状部
品の内面に、その中心軸に平行で、２つの平面が９０°
の角度をなし、２つの平面のなす角の二等分線がその中
心軸を通るように第２の直角溝を形成し、その中心軸に
平行で、その半径に直交する第２の走行平面を形成し、
円筒状部品の中空部に円柱状部品を貫通させたときに、
第１の直角溝と第２の直角溝とが向かい合い、かつ、第
１の平面と第２の平面とが向かい合うようになし、第１
の直角溝と第２の直角溝との間にクロス・ローラー・ベ
アリングを介在させ、第１の平面と第２の平面との間に
平面ローラー・ベアリングを介在させた直動機械要素に
おいて、円柱状部品と円筒状部品との間にクロス・ロー
ラー・ベアリング及び平ローラー・ベアリングを介在さ
せ組立てた際に、各ローラーに加わるプリロードが−５
〜０μｍであり、各クロス・ローラー・ベアリング及び
各平ローラー・ベアリングは、円周方向に、互いに結合
されず自由であることを特徴とする直動機械要素によっ
ても、達成される。

【００１４】さらに、上記目的は、請求項３に記載の本
発明に係る直動機械要素、すなわち、円筒状部品の中空
部に円柱状部品を挿入し、共通の中心軸方向に、相対的
に直線運動する直動機械要素であって、円柱状部品の外
面に、その中心軸に平行で、２つの平面が９０°の角度
をなし、２つの平面のなす角の二等分線がその中心軸を
通るように第１の直角溝を少なくとも２本形成し、円筒
状部品の内面に、その中心軸に平行で、２つの平面が９
０°の角度をなし、２つの平面のなす角の二等分線がそ
の中心軸を通るように第２の直角溝を少なくとも２本形
成し、円筒状部品の中空部に円柱状部品を貫通させたと
きに、第１の直角溝と第２の直角溝とが向かい合うよう
になし、第１の直角溝と第２の直角溝との間にクロス・
ローラー・ベアリングを介在させた直動機械要素におい
て、円柱状部品と円筒状部品との間にクロス・ローラー
・ベアリングを介在させ組立てた際に、各ローラーに加
わるプリロードが−５〜０μｍであり、各クロス・ロー
ラー・ベアリングは、円筒方向に、互いに結合されず自
由であることを特徴とする直動機械要素によっても、達
成される。

【００１５】本発明の好ましい実施態様においては、請
求項４に記載のように、第１の走行平面及び第２の走行
平面と各ローラーとが接触する直線部分を含んだ開孔窓
を設けた２分割、同型の塩化ビニル製であるいは樹脂製
の部材からなる平ローラー・ベアリング・ホルダーの間
に複数のローラーを挟み回転自在に保持して、隣り合う
ローラーが平行となるように平ローラーベアリングが組
立てられている。

【００１６】本発明の他の好ましい実施形態において
は、請求項５に記載のように、第１の走行平面及び第２
の走行平面と各ローラーとが接触する直線部分を含んだ
開孔窓を有し、各ローラーの側面に接する舌状部を有す
る金属製の平ローラー・ベアリング・ホルダーに複数の
ローラーを舌状部によってかしめ止めし回転自在に保持
して、隣り合うローラーが平行となるように平ローラー
・ベアリングが組立てられている。

【００１７】さらに、本発明の他の好ましい実施態様に
おいては、請求項６に記載のように、円筒状部品、円柱
状部品及びローラーがＳＵＳ４４０ステンレス鋼製であ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の直動機械要素の実
施形態について、添付図面を参照し、詳細に説明する。

【００１９】第１実施形態図１は、本発明に係る第１実施形態のプレス金型用ダイ
セットの概略図である。

【００２０】円柱状部品の１つの実施形態であるガイド
ポスト１に案内されて、円柱状部品の１つの実施形態で
あるブッシュ３が上下へ直線運動し、ガイドポスト１と
ブッシュ３の間にベアリング２が介在している。

【００２１】ガイドポスト１は、円柱状であり、ベアリ
ングが走行するガイド部１０１と不図示の下型プレート
の取付け穴に挿入して取付けるための取付け部１０３と
ガイド部が下型プレートに対し傾かないようにするため
のつば部１０２とからなっている。ガイド部１０１の直
径はＤ１である。ガイド部１０１の両端にはストッパー
４１、４２が取り付けてあり、それぞれの長さはＬ１、
Ｌ２である。

【００２２】図１において、ガイドポスト１の中心軸１
０５の左側には、上死点でのブッシュ３及びベアリング
２を示し、中心軸１０５の右側には下死点でのブッシュ
３及びベアリング２をしている。

【００２３】上死点においては、ベアリング２１、２２
上端がストッパー４２に当たり、下死点においてはベア
リング２の下端がストッパー４１に当たり、ベアリング
の走行距離、あるいは、ストロークはＳ１である。ベア
リング２１、２２は、それぞれ、多数のローラーを回転
自在に保持し、長手方向へ走行可能としたものである
が、それぞれのベアリング２１、２２は自由であり、互
いに結合部品等によって結合されていない。また、ベア
リングの厚さはｔであり、長さはＬ４である

【００２４】一方、ブッシュ３は円筒状であるが、上死
点においてその上端が上側のストッパー４２の上端と同
じ高さに至り、下死点においてその下死点においてその
下端が下側のストッパー４１の下端と同じ高さに至る。
したがって、ブッシュ３のストロークはＳ２である。ブ
ッシュ３の長さはＬ３であり、内径はＤ２である。

【００２５】ベアリング２１、２２がガイドポスト１に
対して走行する距離とベアリング２１、２２がブッシュ
３に対して走行する距離とは原則として等しいので、ブ
ッシュ３のストロークＳ２はベアリング２１のストロー
クＳ１の２倍である。

【００２６】ガイドポスト１とブッシュ３との間にベア
リング２１、２２を介在させて組立てた状態におけるベ
アリング２１、２２に取付けたローラーのプリロードＰ
Ｌは、（Ｄ２−Ｄ１）／２−ｔであり、本第１実施形態
においては−０.５μｍである。すなわち、片側で０.５
μｍのクリアランスを設けている。

【００２７】図２は本発明に係る第１実施形態のプレス
金型用ダイセットの断面図である。３本の走行平面が等
間隔で配置されている。すなわち、中心軸の中心角が１
２０°となるように配置されている。

【００２８】ガイドポスト１は断面が略円形であり、そ
の外面１０６に第１の走行平面１１０が３本形成されて
いる。第１の走行平面１１０は、ガイドポスト１の中心
軸１０５に平行であり、ガイドポスト１の半径に対し直
交する。

【００２９】ブッシュ３は断面が略円環状であり、その
内面３０１に第２の走行平面３１０が３本形成されてい
る。第２の走行平面３１０も、ブッシュ３の中心軸にそ
の半径に対し直交する。

【００３０】ブッシュ３の中空部にガイドポスト１を貫
通させたときに、第１の走行平面１１０と第２の走行平
面３１０とが向かい合う。そして、第１の走行平面１１
０と第２の走行平面３１０との間に平ローラー・ベアリ
ング２１、２２、２３を介在させている。平ローラー・
ベアリングはプレイン・ローラー・ベアリングとも呼ば
れている。平ローラー・ベアリング２１、２２、２３は
多数のローラーを回転自在に保持してなり、中心軸に沿
った方向へ走行できる。各々の平ローラー・ベアリング
は自由である。従来のような結合部品によって円周方向
に互いに結合されてはいない。

【００３１】図７は、図１における矢印Ｇ方向から見た
断面図である。ストッパー４２には平ローラー・ベアリ
ング２１、２２、２３の一部分が挿入される溝４２１、
４２２、４２３、４２４、４２５、４２６が形成されて
いる。

【００３２】図３は、本発明に係る第１実施形態のプレ
ス金型用ダイセットにおいて用いた平ローラー・ベアリ
ングの組立図である。

【００３３】図４は、本発明に係る第１実施形態のプレ
ス金型用ダイセットにおいて用いた平ローラー・ベアリ
ングの平面図である。２分割、同形の２個の平ローラー
・ホルダー２１０、２２０の間に多数のローラー２３０
を挟んで回転自在に保持して平ローラー・ベアリング２
１が構成される。平ローラー・ホルダー２１０、２２０
の中央には、ローラーをその回転軸のまわりに回転自在
に、かつ、ローラーの回転軸が平ローラー・ホルダー２
１０、２２０の短辺２１１、２２１に対し平行になるよ
うに保持するローラー収納部２１５、２２５がある。ロ
ーラー収納部２１５、２２５の底部にはローラーの一部
を直線状に露出する窓２１６、２２６が平ローラー・ホ
ルダー２１０、２２０の短辺２１１、２２１に平行に形
成されている。平ローラー・ホルダー２１０、２２０の
周辺には板状の平面部２１７、２２７があり、平面部２
１７には貫通孔２１８が形成され、他方の平面部２２７
には突出部２２８が形成されている。平面部２１７と平
面部２２７を密接し、貫通孔２１８に突出部２２８を貫
通した後に、突出部２２８の先端を加熱変形し、つぶし
て、平ローラー・ホルダー２１０と２２０が分離しない
ようにする。平ローラー・ホルダー２１０、２２０の材
質としては、潤滑性や精密形成容易性や重量や価格の観
点から、塩化ビニル系材料、ナイロン系材料、ポリアセ
タール系材料、テフロン（登録商標）系材料、あるい
は、樹脂形材料が好ましい。

【００３４】第２実施形態図６は本発明に係る第２実施形態のプレス金型用ダイセ
ットの概略図である。第２実施形態のプレス金型用ダイ
セットとは異なり、第２実施形態のプレス金型用ダイセ
ットにおいてはブッシュ３の上端及び下端には中心方向
へ突出するフランジ３１０、３２０が設けられている。
フランジ３１０の下面３１１は、下死点において、平ロ
ーラー・ベアリング２３の上端に当接する。他方、上死
点において、フランジ３２０の上面３２１は、平ローラ
ー・ベアリング２４の下端に当接する。このように、ブ
ッシュ３に設けられたフランジ３１０、３２０によっ
て、平ローラー・ベアリングが飛び出すのを防いでい
る。

【００３５】図８は、図６における矢印Ｈ方向から見た
断面図である。ブッシュ３のフランジ３１０には平ロー
ラー・ベアリング２３、２４、２５の一部分が挿入され
る溝３７２、３７３、３７６、３７７、３８０、３８１
が形成されているとともに、クロス・ローラー・ベアリ
ング２６、２７、２８の一部分が挿入される溝３７１、
３７４、３７５、３７８、３７９、３８２が形成されて
いる。

【００３６】第３実施形態図９は、本発明に係る第３実施形態のスプライン軸の斜
視図である。スプライン軸１２は略円柱状であり、中央
はスプラインナットを案内するガイド部１２１であり、
両端は取り付け固定に用いる取付け部１２２である。ガ
イド部１２１の外面には、第１の走行平面１２３及び第
１の直角溝１２４が形成されている。本第３実施例にお
いては、第１の走行平面が２本、第２の直角溝が２本で
あり、交互に配置され、中心角が９０°となっている

【００３７】図５は本発明に係る第３実施形態のスプラ
イン軸とスプラインナットの断面図である。

【００３８】スプライン軸１２のガイド部１２１は断面
が略円形であり、その外面に第１の走行平面１２３及び
第２の直角溝１２４が、それぞれ２本ずつ、交互に形成
されている。第１の走行平面１２３はスプライン軸１２
の中心軸１２５に平行であり、スプライン軸の半径に直
交するように配置されている。また、第１の直角溝１２
４は、直交する２つの平面１２６、１２７のなす角の二
等分線１２８がスプライン軸の中心軸１２５を通るよう
に配置されている

【００３９】スプラインナット３２は断面が略円環状で
あり、その内面３２１に第２の走行平面３２３及び第２
の直角溝３２４が、それぞれ２本ずつ、交互に形成され
ている。

【００４０】スプラインナット３２の中空部にスプライ
ン軸１２を貫通させたときに、第１の走行平面１２３と
第２の走行平面３２３とが向かい合い、第１の直角溝１
２４と第２の直角溝３２４とが向かい合う。そして、第
１の走行平面１２３と第２の走行平面３２３との間に平
ローラー・ベアリング２４、２５を介在させ、第１の直
角溝１２４と第２の直角溝３２４との間にクロス・ロー
ラー・ベアリング２６、２７を介在させる。

【００４１】図１０は、本発明に係る第２実施形態のス
プライン軸とスプラインナットにおいて用いたクロス・
ローラー・ベアリングの組立図である。

【００４２】図１１は、本発明に係る第２実施形態のス
プライン軸とスプラインナットにおいて用いたクロス・
ローラー・ベアリングの平面図である。

【００４３】２分割、同形の２個のクロス・ローラー・
ホルダー２３０、２４０の間に多数のローラーを回転自
在に、かつ、隣り合うローラーの軸が互いに９０°のね
じれの位置関係となるように保持して、クロス・ローラ
ー・ベアリングが構成されている。クロス・ローラー・
ホルダー２３０、２４０の中央にはローラー収納部２３
５、２４５がある。図１１に示すように、ローラー収納
部２３５、２４５の側面には窓２３６が設けてあり、ロ
ーラーの側面の一部が窓から露出し、第１の直角溝の１
つの平面に接し、かつ、第２の直角溝の１つの平面に接
し、走行する。クロス・ローラー・ホルダー２３０、２
４０の周辺には板状の平面部２３７、２４７があり、平
面部２３７には貫通孔２３８が形成され、他方の平面部
２４７には突出部２４８が形成されている。平面部２３
７と平面２４７を密接し、貫通孔２３８に突出部２４８
を貫通した後に、突出部２４８の先端を圧縮変形し、つ
ぶして、クロス・ローラー・ホルダー２３０、２４０が
分離しないようにする。

【００４４】平ローラー・ベアリングは第１の実施形態
と同様である。

【００４５】スプライン軸１２は垂直に設置して用いて
もよいし、水平に設置して用いてもよい。また、スプラ
イン軸１２のガイド部１２１に沿って直線運動を行うス
プラインナット３２は１個であっても、あるいは、一定
間隔を保った２個であってもよい。さらに、２個のスプ
ラインナットが間隔を変化させながら直線運動を行うよ
うに使用してもよい。

【００４６】第３の実施形態においては、クロス・ロー
ラー・ベアリングにおけるローラーと第１の直角溝及び
第２の直角溝とのクリアランスは０μｍであり、一方、
平ローラー・ベアリングにおけるローラーと第１の走行
平面及び第２の走行平面とのクリアランスは５μｍであ
る。

【００４７】第４実施形態Ｓｉ単結晶や化合物半導体単結晶のウエハー用のプロー
バーあるいはプローバー・チャック、ハンドラー、並び
にハンドテスターに本発明を利用することができる。ウ
エハー用のプローバーあるいはプローバー・チャックは
ウエハーテストにおいて使用される装置である。また、
ハンドラーあるいはハンドテスターは、樹脂封止加工あ
るいはパッケージングされた半導体のファイナルテスト
において使用される。このファイナルテストは、従来は
１個取りで行っていたが、効率化のため多数個取りで同
時測定するように将来は向かうものと予想されている。
多数個取り同時測定を行うためには本発明のハンドラー
を用いると、高速移動と位置精度がともに達成できるの
で、極めて好ましい。

【００４８】図１２はプローバー・チャックの概略図で
ある。本体の中に不図示の回転軸受を介してθ微動ケー
スがその軸が鉛直方向に伸びる向きに挿入されている。
θ微回転ケースは外側面、上面、下面及び内側面によっ
て囲まれた中空円筒形状である。なお、θ微回転ケース
は上下方向すなわち鉛直方向には移動しないように設計
されている。

【００４９】θ微回転ケースの中空部に、不図示のベア
リング（直動軸受）を介して、Ｚ微動シリンダーが、そ
の軸を鉛直方向に向けて、挿入されている。Ｚ微動シリ
ンダーは外側面、上面、下面及び内側面に囲まれた中空
円筒形状である。

【００５０】Ｚ微動シリンダーの上面には超精密平面度
に研磨加工されたステージ部が取り付けられている。ス
テージ部の上面には半導体ウエハーが保持されている。

【００５１】第４実施形態においては、θ微動回転ケー
スの内側面に第１の走行平面を３本形成している。第１
の走行平面は、その軸に平行であり、かつ、その半径に
直交する平面である。一方、Ｚ微動シリンダーの外側面
には、第１の走行平面に対応して第２の走行平面が３本
形成されている。第２の走行平面も、その軸に平行であ
り、かつ、その半径に直交する平面である。

【００５２】第１の走行平面及び第２の走行平面はその
軸のまわりに対称的に配置されており、その中心角は１
２０°である。

【００５３】θ微動回転ケースの中空部にＺ微動シリン
ダーを貫通させ、第１の走行平面と第２の走行平面と
を、それぞれ、向かい合わせる。そして、第１の走行平
面と第２の走行平面との間に平ローラー・ベアリングを
介在させる。各々の平ローラー・ベアリングは自由であ
り、円周方向の拘束はない。

【００５４】第４実施形態において用いた平ローラー・
ホルダーは金属製の板であり、長方形の開口と開口に隣
接して内側へ突出する舌状部とを有している。開口に平
ローラーを１つ収納し、舌状部が平ローラーの側面の一
部に接して回転自在に保持する。

【００５５】θ微動回転ケースとＺ微動シリンダーとの
間の直動軸受を平ローラーとすることによって、θ微動
回転ケース及びＺ微動シリンダーの肉厚をより薄くする
ことができ、小型軽量化及び低価格化を図ることができ
る。

【００５６】また、θ微動回転ケース、Ｚ微動シリンダ
ー及び平ローラー・ホルダーをＳＵＳ４４０のステンレ
ス鋼で製造すると、クリーンルーム等の清浄環境または
真空中で使用しても不純物の飛散や発生がほとんどなく
好ましい。また、半導体ウエハーという軽量物が負荷さ
れるため、平ローラーの配置密度を高める必要もないの
で、金属製のホルダーを使用しても問題はない。

【００５７】第５実施形態ドリルやモーターなどの回転機械を位置精度良く直線移
動させるために本発明は利用できる。

【００５８】図１３は第５実施形態に係る回転機械移動
装置のケースの平面図であり、図１４は第５実施形態に
係る回転機械移動装置のケースの正面図である。中空円
筒状のケースを直立状態で本体に固定するか、あるい
は、Ｘ−Ｙ移動ステージに直立状態で取り付ける。ケー
スは内側面、上面、外側面、下面によって囲まれてい
る。内側面には第１の直角溝が４本形成されている。

【００５９】図１５は第５実施形態に係る回転機械移動
装置のスピンドル・ホルダーの平面図であり、図１６は
第５実施形態に係る回転機械移動装置のスピンドル・ホ
ルダーの正面断面図である。スピンドル・ホルダーは有
底中空円筒形であり、底部の中央に円形貫通孔が形成さ
れている。スピンドル・ホルダーの内部に回転機械が取
り付けられ、その回転軸が底部の円形貫通孔を通過し、
下方へ突出している。外側面には第２の直角溝が４本形
成されている。

【００６０】ケースの中空部にスピンドル・ホルダーを
挿入すると、第１の直角溝と第２の直角溝とが、それぞ
れ、向き合い、正方形角柱状の空間が形成される。この
空間にクロス・ローラー・ベアリングを介在させる。各
々のクロス・ローラー・ベアリングは自由である。

【００６１】第６実施形態回転機械移動装置であり、第５実施形態とほぼ同じでは
あるが、走行平面が直角溝の代わりに形成されており、
直動軸受として、クロス・ローラー・ベアリングの代わ
りに平ローラー・ベアリングが使用されている。もちろ
ん、各々の平ローラー・ベアリングは自由である。ま
た、平ローラーに予め付加されるプリロードは０であ
る。

【００６２】

【発明の効果】本発明の直動装置においては、ローラー
へ予め付加されるプリロードが０〜−３μｍであるの
で、高速で繰返し直線運動を行っても、簡単なストッパ
ーを下死点位置や上死点位置に設置するだけで直動軸受
の飛び出しを抑えることができる。また、過大な衝撃荷
重が作用しないので、ローラーや円柱状案内具の摩耗が
ほとんど生ぜず、経年劣化も生じない。

【００６３】本発明の直動装置においては、直動軸受が
互いに拘束されることなく、自由であるので、直動軸受
の一つに滑りが生じても他の直動軸受に影響を及ぼさ
ず、直動軸受の故障が生じにくい。従来のようなリテー
ナーの破損や変形が起きない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態のプレス金型用ダイ
セットの概略図である。

【図２】本発明に係る第１実施形態のプレス金型用ダイ
セットの断面図である。

【図３】本発明に係る第１実施形態のプレス金型用ダイ
セットにおいて用いた平ローラー・ベアリングの組立図
である。

【図４】本発明に係る第１実施形態のプレス金型用ダイ
セットにおいて用いた平ローラー・ベアリングの平面図
である。

【図５】本発明に係る第３実施形態のスプライン軸とス
プラインナットの断面図である。

【図６】本発明に係る第２実施形態のプレス金型用ダイ
セットの概略図である。

【図７】図１における矢印Ｇ方向から見た断面図であ
る。

【図８】図６における矢印Ｈ方向から見た断面図であ
る。

【図９】本発明に係る第３実施形態のスプライン軸の斜
視図である。

【図１０】本発明に係る第３実施形態のスプライン軸と
スプラインナットにおいて用いたクロス・ローラー・ベ
アリングの組立図である。

【図１１】本発明に係る第３実施形態のスプライン軸と
スプラインナットにおいて用いたクロス・ローラー・ベ
アリングの平面図である。

【図１２】プローバー・チャックの概略図である。

【図１３】第５実施形態に係る回転機械移動装置のケー
スの平面図である。

【図１４】第５実施形態に係る回転機械移動装置のケー
スの正面図である。

【図１５】第５実施形態に係る回転機械移動装置のスピ
ンドル・ホルダーの平面図である。

【図１６】第５実施形態に係る回転機械移動装置のスピ
ンドル・ホルダーの正面断面図である。

【符号の説明】

１ガイドポスト２ベアリング３ブッシュ１２スプライン軸２１平ローラー・ベアリング２２平ローラー・ベアリング２３平ローラー・ベアリング２４平ローラー・ベアリング２５平ローラー・ベアリング２６クロス・ローラー・ベアリング２７クロス・ローラー・ベアリング３２スプラインナット４１ストッパー４２ストッパー１０１ガイド部１０２つば部１０３取付け部１０５中心軸１０６外面１１０第１の走行平面１２３第１の走行平面１２１ガイド部１２２取付け部１２３第１の走行平面１２４第１の直角溝１２５中心軸１２８二等分線２１０ホルダー２１１短辺２１５ローラー収納部２１６窓２１７平面部２１８貫通孔２２０ホルダー２２１短辺２２５ローラー収納部２２６窓２２７平面部２２８突出部２３０ローラー２３０ホルダー２３５ローラー収納部２３７平面部２３８貫通孔２４０ホルダー２４５ローラー収納部２４７平面部２４８突出部３０１内面３１０第２の走行平面３２１内面３２３第２の走行平面３２４第２の直角溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J104 AA13 AA25 AA30 AA35 AA36 AA37 AA63 AA69 AA75 AA76 BA01 BA05 BA41 BA64 BA70 CA03 DA14 DA18 EA02 EA03 EA07 4E050 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状部品の中空部に円柱状部品を挿入
し、共通の中心軸方向に、相対的に直線運動する直動機
械要素であって、円柱状部品の外面に、その中心軸に平行で、その平径に
直交する第１の走行平面を少なくとも２本形成し、円筒状部品の内面に、その中心軸に平行で、その平径に
直交する第２の走行平面を少なくとも２本形成し、円筒状部品の中空部に円柱状部品を貫通させたときに、
第１の走行平面と第２の走行平面とが向かい合うように
なし、第１の走行平面と第２の走行平面との間に平ロー
ラー・ベアリングを介在させた直動機械要素において、円柱状部品の第１の走行平面と円筒状部品の第２の走行
平面との間に平ローラー・ベアリングを介在させ組立て
た際に、各ローラーに加わるプリロードが−５〜０μｍ
であり、平ローラー・ベアリングは、円周方向に互いに
結合されず自由であることを特徴とする直動機械要素。
【請求項２】円筒状部品の中空部に円柱状部品を挿入
し、共通の中心軸方向に、相対的に直線運動する直動機
械要素であって、円柱状部品の外面に、その中心軸に平行で、２つの平面
が９０°の角度をなし、２つの平面のなす角の二等分線
がその中心軸を通るように第１の直角溝を形成し、その
中心軸に平行で、その半径に直交する第１の走行平面を
形成し、円筒状部品の内面に、その中心軸に平行で、２つの平面
が９０°の角度をなし、２つの平面のなす角の二等分線
がその中心軸を通るように第２の直角溝を形成し、その
中心軸に平行で、その半径に直交する第２の走行平面を
形成し、円筒状部品の中空部に円柱状部品を貫通させたときに、
第１の直角溝と第２の直角溝とが向かい合い、かつ、第
１の平面と第２の平面とが向かい合うようになし、第１
の直角溝と第２の直角溝との間にクロス・ローラー・ベ
アリングを介在させ、第１の平面と第２の平面との間に
平面ローラー・ベアリングを介在させた直動機械要素に
おいて、円柱状部品と円筒状部品との間にクロス・ローラー・ベ
アリング及び平ローラー・ベアリングを介在させ組立て
た際に、各ローラーに加わるプリロードが−５〜０μｍ
であり、各クロス・ローラー・ベアリング及び各平ロー
ラー・ベアリングは、円周方向に、互いに結合されず自
由であることを特徴とする直動機械要素。
【請求項３】円筒状部品の中空部に円柱状部品を挿入
し、共通の中心軸方向に、相対的に直線運動する直動機
械要素であって、円柱状部品の外面に、その中心軸に平行で、２つの平面
が９０°の角度をなし、２つの平面のなす角の二等分線
がその中心軸を通るように第１の直角溝を少なくとも２
本形成し、円筒状部品の内面に、その中心軸に平行で、２つの平面
が９０°の角度をなし、２つの平面のなす角の二等分線
がその中心軸を通るように第２の直角溝を少なくとも２
本形成し、円筒状部品の中空部に円柱状部品を貫通させたときに、
第１の直角溝と第２の直角溝とが向かい合うようにな
し、第１の直角溝と第２の直角溝との間にクロス・ロー
ラー・ベアリングを介在させた直動機械要素において、円柱状部品と円筒状部品との間にクロス・ローラー・ベ
アリングを介在させ組立てた際に、各ローラーに加わる
プリロードが−５〜０μｍであり、各クロス・ローラー
・ベアリングは、円筒方向に、互いに結合されず自由で
あることを特徴とする直動機械要素。
【請求項４】第１の走行平面及び第２の走行平面と各
ローラーとが接触する直線部分を含んだ開孔窓を設けた
２分割、同型の塩化ビニル製であるいは樹脂製の部材か
らなる平ローラー・ベアリング・ホルダーの間に複数の
ローラーを挟み回転自在に保持して、隣り合うローラー
が平行となるように平ローラーベアリングが組立てられ
ている請求項１又は請求項２に記載の直動機械要素。
【請求項５】第１の走行平面及び第２の走行平面と各
ローラーとが接触する直線部分を含んだ開孔窓を有し、
各ローラーの側面に接する舌状部を有する金属製の平ロ
ーラー・ベアリング・ホルダーに複数のローラーを舌状
部によってかしめ止めし回転自在に保持して、隣り合う
ローラーが平行となるように平ローラー・ベアリングが
組立てられている請求項１又は請求項２に記載の直動機
械要素。
【請求項６】円筒状部品、円柱状部品及びローラーが
ＳＵＳ４４０ステンレス鋼製である請求項１から請求項
５までのいずれか１つに記載の直動機械要素。
【請求項７】円筒状部品がガイドブッシュであり、円
柱状部品がガイドポストであり、プレス金型用ダイセッ
ト用である請求項１から請求項６までのいずれか１つに
記載の直動機械要素。
【請求項８】円筒状部品がスプラインナットであり、
円柱状部品がスプライン軸である請求項１から請求項６
までのいずれか１つに記載の直動機械要素。
【請求項９】円筒状部品を本体に取り付け、円柱状部
品の内部にスピンドルを収納し、スピンドル軸を突出さ
せる請求項１から請求項６までのいずれか１つに記載の
直動機械要素。
【請求項１０】円筒状部品をＸ−Ｙ方向移動ステージ
に取り付け、円柱状部品をＺ方向移動可能とした請求項
１から請求項６までのいずれか１つに記載の直動機械要
素。
【請求項１１】円筒状部品をθ方向微回転装置に取り
付け、円柱状部品をＺ方向移動可能とした請求項１から
請求項６までのいずれか１つに記載の直動機械要素。